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采用间接边界元法（IBEM），对Rayleigh波入射下两邻近山体的地震响应进行了定量分析。结果表明:与单个山体在Rayleigh波入射下的地震响应相比，两山地形的地震反应规律更为复杂，反应特征受控于入射波频率和山体间距等因素。总体上看:入射Rayleigh波频率较低时，两山间距对双山地形地震反应影响较大。低频波入射，受邻近山体影响，迎波面山体水平位移峰值约为入射波水平位移的6.3倍，放大效应可达单山作用的1.5倍。且山体山脚处竖向位移的频谱振荡更为剧烈，特定频率下山脚的竖向位移反应可达单山放大效应的1.6倍。较高频波入射时，迎波面一侧山体受邻近山体影响较小，且对波表现出明显的屏障效应，背波面山体地震反应强度被削弱。 相似文献
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本文以波函数展开法为基础,给出了SV波与P波入射时大型引水隧道平面地震响应的解析解.并根据解析解,利用数值方法对建立的场地模型进行了计算分析,研究了隧道结构-水体体系的地震响应.重点讨论了入射波频率、入射角、衬砌力学性能对衬砌结构动力响应的影响.分析表明,大型引水隧道动力响应受入射波频率和入射角的影响较为明显,而衬砌力... 相似文献
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基于间接边界元法计算沉积河谷对平面P波和SV波的二维散射，着重考察沉积介质波速和材料阻尼的随机性对河谷地震动放大效应。利用蒙特卡罗方法随机模拟产生了波速样本和阻尼样本各30组，给出了不同入射角度和频率P波和SV波入射下河谷随机响应的单频和频谱结果。算例分析结果表明:(1)地表位移响应幅值的变异系数极值均显著大于波速比变异系数，且波速比的随机性对地表位移的影响在体系共振频率处最为明显，地表位移的最大标准差可达7.168；低频情况下，沉积中部地震反应变异性更显著，高频情况下则在沉积河谷边缘变异性最大；(2)入射波角度对地表位移响应变异系数极值的影响不大，但对变异系数空间变化的影响显著；(3)阻尼的随机性对地表位移的影响在低频情况下较小，在高频情况下则较明显，尤其是在沉积河谷的体系自振频率处，其影响最为显著。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2016,(2)
采用波函数展开法给出了具有圆柱型正交各向异性半圆形沉积谷地形对SH波散射的解答,研究了入射波特性和沉积谷的各向异性对地面运动的影响。稳态SH波入射时,在圆柱型正交各向异性沉积谷中波函数的径向函数满足非整数阶的Bessel方程。数值结果表明:沉积谷地表位移的幅值大小与入射波的频率、入射方向、沉积谷介质的径向与环向剪切模量比及半空间与沉积谷剪切波速比和密度比密切相关,当沉积谷介质比半空间介质软时,沉积谷地表位移幅值明显增大,与各向同性介质的沉积谷地相比,沉积谷介质的各向异性对地面运动的影响非常显著。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2015,(1)
沉积河谷对地震动具有显著的放大效应,而软夹层的存在对其放大程度具有较大影响。采用一种高精度有限元-间接边界积分方程耦合方法,对P、SV和Rayleigh波入射下含软夹层层状沉积谷地地震响应进行计算分析。分析表明,软夹层的影响规律依赖于入射波的波型、频率和角度、软夹层的厚度和埋深等因素。整体上看,对于地表位移,较低频率地震波入射下,软夹层的放大效应比较明显,且较厚夹层在浅埋情况下的放大作用更为显著;对高频波入射则主要表现为减震效应。对于地表加速度,软夹层主要表现出降幅作用,降低幅度可达30%。另外,总体上软夹层对于P波的影响要大于对SV波的影响。 相似文献
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结合单相介质动力格林函数和流体域格林函数，将间接边界元方法拓展到含流体层河谷对地震波散射的求解，并结合具体算例进行大量参数分析。研究结果表明，含流体层河谷地形对平面P波、SV波入射时的地震响应受控于入射波频率、入射波角度及流体深度等多种因素。总体来看:① 在低频域内，含流体河谷底部及附近地表的频谱特性与不含流体的河谷反应基本一致；② P波入射时在水层体系共振频率处，河谷底部位移缩小效应显著，而此频率处流体表面位移达到最大；③ 流体层具有吸收地震波能量的作用，流体深度越大，河谷表面及附近地表的地震动位移越小。研究成果可在一定程度上为河谷地形附近地震动效应的评估及防震减灾工作提供理论依据。 相似文献
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采用直接刚度法计算自由场动力响应,以层状半空间中移动斜线均布荷载动力格林函数模拟散射波场,采用间接边界元方法求解了层状半空间中沉积谷地对斜入射平面SH波的三维散射问题.由于文中采用的层状场地三维动力刚度矩阵是精确的,且用于模拟散射波场的均布移动斜线荷载可以直接施加在沉积交界面处而不存在奇异性,所以本文方法具有很高精度.文中以均匀半空间和基岩上单一土层中沉积谷地对入射SH波的散射为例进行了数值计算,研究表明,沉积谷地对地震波的三维散射与二维散射之间存在本质差别;层状半空间中沉积谷地与均匀半空间中沉积谷地附近地表位移存在显著差异. 相似文献
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基于间接边界元法计算沉积河谷对平面P波和SV波的二维散射，着重考察沉积介质波速比和材料阻尼比的随机性对河谷地震动放大效应的影响.利用蒙特卡罗方法随机模拟产生了波速比样本和阻尼样本各30组，给出了不同入射角度和频率的P波和SV波入射下河谷随机响应的单频和频谱结果.算例分析结果表明:①地表位移响应幅值的变异系数极值均显著大于波速比变异系数，且波速比的随机性对地表位移的影响在体系共振频率处最为显著，地表位移的标准差最大可达7.168；低频情况下，沉积中部地震动反应的变异性更显著，高频情况下则在沉积河谷边缘变异性最大；②入射角对地表位移响应变异系数极值的影响不大，但对变异系数空间变化的影响显著；③阻尼比随机性对地表位移的影响在低频情况下较小，在高频情况下则较明显，尤其是在沉积河谷的体系自振频率处，其影响最为显著. 相似文献
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S. A. Gil-Zepeda J. C. Montalvo-Arrieta R. Vai F. J. Snchez-Sesma 《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》2003,23(1):77-86
A hybrid indirect boundary element – discrete wavenumber method is presented and applied to model the ground motion on stratified alluvial valleys under incident plane SH waves from an elastic half-space. The method is based on the single-layer integral representation for diffracted waves. Refracted waves in the horizontally stratified region can be expressed as a linear superposition of solutions for a set of discrete wavenumbers. These solutions are obtained in terms of the Thomson–Haskell propagators formalism. Boundary conditions of continuity of displacements and tractions along the common boundary between the half-space and the stratified region lead to a system of equations for the sources strengths and the coefficients of the plane wave expansion. Although the regions share the boundary, the discretization schemes are different for both sides: for the exterior region, it is based on the numerical and analytical integration of exact Green's functions for displacements and tractions whereas for the layered part, a collocation approach is used. In order to validate this approach results are compared for well-known cases studied in the literature. A homogeneous trapezoidal valley and a parabolic stratified valley were studied and excellent agreement with previous computations was found. An example is given for a stratified inclusion model of an alluvial deposit with an irregular interface with the half-space. Results are displayed in both frequency and time domains. These results show the significant influence of lateral heterogeneity and the emergence of locally generated surface waves in the seismic response of alluvial valleys. 相似文献
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基于一种高精度间接边界元法(IBEM)， 实现了沉积盆地三维地震响应的频域、 时域精细求解， 并以半空间中椭球形沉积盆地对平面P波和SV波的散射为例， 着重探讨了入射角度、 入射波型、 入射频率、 盆地长宽比和深宽比对沉积盆地地震动放大效应的影响规律． 结果表明: 盆地形状对地震波的放大效应和空间分布状态具有显著影响， 且具体规律受控于入射波频段． ① 随着盆地深度增大， 盆地边缘面波发育更为充分， 在较宽频段内均会出现显著的地震动放大效应， 且深盆地的放大区域集中于盆地中部． ② 圆形盆地对地震波的汇聚效应最为显著， 而狭长盆地对地震波的汇聚作用相对较弱， 高频情况下可在盆地内部形成多个聚焦区域． ③ 不同波型入射下， 盆地对地震动放大效应的机制有所差异: P波入射下， 竖向位移放大主要是由于盆地边缘面波由四周向中部汇聚所致； SV波入射下， 边缘面波汇聚效应相对较弱， 而当盆地较深时， 底部透射体波和边缘面波易形成同相干涉从而显著放大地震动． 按盆地内外介质波速比为1/2， P波和SV波垂直入射下频域最大放大倍数分别为25和15， 时域放大倍数约为4.0和3.7(雷克子波)． ④ 低频波入射下， 位移从盆地中部向边缘逐渐减小， 且浅层沉积盆地对地表位移幅值的放大作用不明显． ⑤ P波和SV波的入射角度对盆地地震动放大幅值及空间分布特征也具有显著影响． 相似文献
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Three-dimensional scattering of seismic waves by a cylindrical alluvial valley embedded in a layered half-space is investigated by using the combination of the boundary integral representation and the finite element method. The surface displacements due to incident plane harmonic body waves (P, SV and SH) propagating at an arbitrary angle to the axis of the cylindrical valley are evaluated numerically for two semi-elliptical alluvial valleys. The presence of the layer is found to have a strong effect on the amplification of the surface displacements in some cases. The three-dimensional motion seems to be quite critical and may cause large amplification. The surface ground motion becomes significant when compared with corresponding free-field motion as the wavelengths become comparable to the characteristic length of the valley. The maximum amplification always occurs atop the valley. Numerical results show that the amplitude and the amplification pattern of the surface displacement strongly depend upon the frequency, the angle and the type of the incident waves. 相似文献
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弹性层状半空间中沉积谷地对入射平面SH波的放大作用 总被引：6，自引：3，他引：6
对Wolf理论进行拓展,使之可解决沉积谷地对波的散射问题,进而利用间接边界元法,求解了弹性层状半空间中沉积谷地对入射平面SH波的放大作用问题。通过自由场反应分析,求得假想边界上各点的位移和各单元的应力反应。施加虚拟均布荷载,求得位移和应力的格林函数。根据应力和位移连续边界条件确定虚拟分布荷载,将自由场反应和虚拟分布荷载产生的反应叠加起来,即得到问题的解答。最后,以基岩上单一土层中沉积谷地对入射平面SH波的放大作用为例进行了数值计算分析,结果表明,层状半空间中沉积谷地和均匀半空间中沉积谷地对波的放大作用存在显著差别。文中分析了造成差别的原因,并讨论了覆盖层厚度和刚度对放大作用的影响。 相似文献
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In this study, a seismic analysis of semi-sine shaped alluvial hills above a circular underground cavity subjected to propagating oblique SH-waves using the half-plane time domain boundary element method (BEM) was carried out. By dividing the problem into a pitted half-plane and an upper closed domain as an alluvial hill and applying continuity/boundary conditions at the interface, coupled equations were constructed and ultimately, the problem was solved step-by-step in the time domain to obtain the boundary values. After solving some verification examples, a semi-sine shaped alluvial hill located on an underground circular cavity was successfully analyzed to determine the amplification ratio of the hill surface. For sensitivity analysis, the effects of the impedance factor and shape ratio of the hill were also considered. The ground surface responses are illustrated as three-dimensional graphs in the time and frequency domains. The results show that the material properties of the hill and their heterogeneity with the underlying half-space had a significant effect on the surface response.
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